Механика

Свободно падане

Гледай как всяка маса пада с еднаква скорост под действието на гравитацията.

Свободно падане — интерактивна симулация Механика. Гледай как всяка маса пада с еднаква скорост под действието на гравитацията. Безплатна виртуална физическа лаборатория в браузъра с живи SI измервания и упътване.

Свободно падане

В равномерно гравитационно поле без въздушно съпротивление всички обекти падат с еднакво ускорение g независимо от масата.

Инсайтът на Галилей: масата се съкращава в F = ma, когато единствената сила е теглото. Леки и тежки обекти, пуснати заедно, падат на земята заедно в тази идеализирана сцена.

• y = y₀ + v₀t + ½gt²
• a = g (еднакво за всички маси)

Резюме на изследването

Планирай въпроса, преди да отвориш лабораторията

Краткото описание повтаря пререндерираната страница: водещият въпрос, съперничещите предсказвания, ролите на променливите, управляващите закони, постановката, анализът и разширяващите подсказки остават видими и в този ред.

Водещ въпрос

Пусни лека, средна и тежка топка от една и съща височина по едно и също време. Коя удря земята първа?

Предсказвания за преценка

• По-тежката топка пада по-бързо и каца първа.
• И трите падат с еднаква скорост и кацат заедно.
• По-леката топка пада по-бързо и каца първа.

Роли на променливите

Какво задаваш ти:

• Маса (kg)
• Изминало време (s)

Какво измерваш:

• Скорост на падане (m/s)
• Импулс (kg·m/s)

Как протича изследването

1. Отвори настройката свободно падане. Трябва да видиш три топки с различен размер, подредени на една и съща височина.
2. Прикачи сензора за височина към средната топка и провери, че и трите топки тръгват от еднакво y положение.
3. Пусни симулацията и ползвай секундомера/брояча на кадри, за да измериш падането на всяка топка.

Управляващо уравнение

Импулс — p = m·v

Макар и трите топки да споделят еднаква скорост на падане в даден момент, импулсите им се различават, защото импулсът се мащабира с масата — затова тежката топка би причинила повече поражения при удара, без да пада по-бързо.

Какво иска да изчислят учениците печатният работен лист

• Сравни скоростите на падане на леката, средната и тежката топка на едно и също изминало време. Какво забелязваш?
• С данните си изчисли ускорението (Δскорост / Δвреме) за всяка топка. Как се сравнява с g = 9.8 m/s²?

Къде това се появява извън лабораторията

• Перо и боулинг топка, пуснати в реален въздух, НЕ кацат заедно. Каква сила, липсваща от тази идеализирана симулация, причинява разликата?
• Астронавти на Луната пуснали чук и перо и те кацнали заедно. Обясни защо Луната е по-добро място от Земята, за да видиш тази демонстрация с истински предмети.

• AP Physics 1 — Unit 1: Kinematics
• AP Physics C: Mechanics — Unit 1: Kinematics
• IB Physics — A.1 Kinematics
• General High School Physics — Motion & kinematics
• NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
• Middle School Physical Science — Stored (potential) energy
• Middle School Physical Science — Energy in, energy out

1. Коя каца първа?
2. Тествай масата
3. Запиши падането
4. Прочети графиката
5. Обясни доказателствата си

Отвори интерактивната симулация, за да изградиш сцената, натисни Пусни и разгледай с живи измервания и насочено упътване.

Отвори интерактивната лаборатория →

Изтегли работния лист →

Свободно падане и движение на хвърлено тяло